DE3337124A1

DE3337124A1 - Process for producing cement clinker

Info

Publication number: DE3337124A1
Application number: DE19833337124
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 4722 Ennigerloh Kreft
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1983-10-12
Filing date: 1983-10-12
Publication date: 1985-04-25

Abstract

The invention relates to a process for producing cement clinker from pulverulent cement raw material, a part stream of the calcined raw material being melted and fed together with the remaining part stream of the calcined raw material to the finish-burning zone. This results in an acceleration of the sintering process and allows the molten-phase content of the clinker to be influenced.

Description

Verfahren zur Herstellung von ZementklinkerProcess for the production of cement clinker

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker aus pulverförmigem Zementrohmaterial.The invention relates to a method for producing cement clinker made of powdered cement raw material.

Moderne Brennverfahren zur Herstellung von Zementklinker aus pulverförmigem Zementrohmaterial verwenden einen Rohmehlvorwärmer, einen Calcinator, einen Drehrohrofen und einen Kühler. Im Drehrohrofen, der die Fertigbrennzone bildet, wird das vorgewärmte und calcinierte Rohmaterial zu Klinker gebrannt. Die Klinkerbildung setzt mit dem ersten Auftreten von Eigenschmelze ein, was von der Zusammensetzung des verwendeten Rohmateriales abhängt.Modern combustion processes for the production of cement clinker from powdery Cement raw material use a raw meal preheater, calciner, rotary kiln and a cooler. In the rotary kiln, which forms the final firing zone, the preheated and calcined raw material burned into clinker. The clinker formation continues with the first appearance of self-melting one thing, whatever the composition of the used Depends on the raw material.

Abhängig von den Eigenschaften des Rohmateriales gestaltet sich die Dauer des Sinterprozesses und die Produktqualität.Depending on the properties of the raw material, the Duration of the sintering process and the product quality.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker zu entwickeln, das im Brennprozeß mehr Freiheitsgrade besitzt und ein kleineres Brennaggregat bei guter Steuerbarkeit der Klinkerqualität ermöglicht.The invention is based on the object of a method for production to develop cement clinker, which has more degrees of freedom in the burning process and a smaller firing unit with good controllability of the clinker quality.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teilstrom des calcinierten Rohmateriales geschmolzen und im geschmolzenen Zustand zusammen mit dem übrigen Teilstrom des calcinierten Rohmateriales der Fertigbrennzone zugeführt wird.According to the invention, this object is achieved in that a partial flow of the calcined raw material are melted and together in the molten state fed with the remaining substream of the calcined raw material to the final combustion zone will.

Die Einführung eines geschmolzenen Teilstromes des calcinierten Rohmateriales in die Fertigbrennzone hat zur Folge, daß die Granulation des pulverförmigen Rohmateriales mit der Schmelze und die Klinkerbildung sehr schnell ablaufen. Die dadurch erreichte Beschleunigung des Sinterprozesses ermöglicht den Einsatz eines verhältnismäßig kleinen Sinterreaktors.The introduction of a molten substream of the calcined raw material in the final burning zone has the consequence that the granulation of the powdery raw material occur very quickly with the melt and the clinker formation. The thereby achieved Accelerating the sintering process enables the use of a proportionately small sinter reactor.

Außerdem ermöglicht die Zugabe eines Teilstromes von geschmolzenem calciniertem Rohmaterial die Beeinflussung des Schmelzphasengehaltes des Klinkers. Die Schmelzmenge kann somit weitgehend unabhängig von der chemischen Zusammensetzung des Rohmateriales eingestellt werden, was mehr Möglichkeiten für die Beeinflussung der Klinkerqualität ergibt.It also enables the addition of a partial stream of molten material calcined raw material influences the molten phase content of the clinker. The amount of melt can thus be largely independent of the chemical composition of the raw material can be adjusted, giving more opportunities for influencing the clinker quality results.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Appropriate refinements of the invention are the subject of the subclaims.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt.A first embodiment of the invention is shown in FIG.

Die Anlage nach Fig. 1 enthält einen Wärmetauscher 1 zur Vorwärmung des pulverförmigen Zementrohmateriales, einen Calcinator 2 zum Calcinieren des vorgewärmten Rohmateriales, einen Schmelzofen 3 zum Schmelzen eines Teilstromes des calcinierten Rohmateriales, einen Reaktor 4 zum Fertigbrennen des calcinierten und teilweise geschmolzenen Rohmateriales sowie einen Kühler 5 zum Kühlen des Klinkers.The system according to FIG. 1 contains a heat exchanger 1 to the Preheating of the powdery cement raw material, a calciner 2 for calcining of the preheated raw material, a melting furnace 3 for melting a partial flow of the calcined raw material, a reactor 4 for finishing the calcined and partially molten raw material and a cooler 5 for cooling the clinker.

Der Wärmetauscher 1 kann in üblicher Weise durch einen mehrstufigen Zyklonvorwärmer gebildet werden.The heat exchanger 1 can in the usual way by a multi-stage Cyclone preheaters are formed.

Der Calcinator 2 kann in diesen Zyklonvorwärmer integriert sein.The calciner 2 can be integrated into this cyclone preheater.

Der Schmelzofen 3 wird beispielsweise durch einen Schmelzzyklon oder eine Schmelzwanne gebildet. Der Reaktor 4 kann in Form eines Kurzdrehofens oder Granuliertellers ausgebildet sein.The melting furnace 3 is for example by a melting cyclone or formed a melting tank. The reactor 4 can be in the form of a short rotary kiln or Granulating plate be formed.

Die Zugabe von Brennstoff erfolgt im Calcinator 2, im Schmelzofen 3 und im Reaktor 4.The fuel is added in the calciner 2, in the melting furnace 3 and in reactor 4.

Es sei angenommen, daß die Anlage gemäß Fig. 1 zur Herstellung von Zementklinker aus Rohmehl mit mäßiger Reaktivität dient. Die Kenndaten dieses Rohmehles sind beispielsweise: Kalkstandard 96 Silikatmodul 2,8 Tonerdemodul 1,5 Das Röhmehl wird im Wärmetauscher 1 vorgewärmt, im Calcinator 2 auf 100 % entsäuert und verläßt den Calcinator 2 mit einer Temperatur von 8800C.It is assumed that the system according to FIG. 1 for the production of Cement clinker made from raw meal with moderate reactivity is used. The characteristics of this raw meal are for example: Lime standard 96, silicate module 2.8, clay module 1.5 That Raw meal is preheated in heat exchanger 1 and deacidified to 100% in calciner 2 and leaves the calciner 2 at a temperature of 8800C.

10 % des calcinierten Rohmateriales werden dem Schmelzofen 3 zugeführt und hier bei einer Temperatur von 19000C verflüssigt. Zusammen mit dem übrigen Teilstrom (90 %) des calcinierten Rohmateriales gelangt der Teilstrom von geschmolzenem Rohmaterial in den Reaktor, in dem die Klinkerbildung durch Wirkung der Schmelze sehr rasch stattfindet. Der Klinker verläßt den Reaktor 4 mit einer Temperatur von 14500C und wird im Kühler 5 gekühlt.10% of the calcined raw material is fed to the melting furnace 3 and liquefied here at a temperature of 19000C. Together with the rest of the partial flow (90%) of the calcined raw material reaches the partial flow of molten raw material into the reactor, in which clinker formation is very rapid due to the action of the melt takes place. The clinker leaves the reactor 4 at a temperature of 14500C and is cooled in the cooler 5.

Folgende Brennstoffmengen werden zugesetzt: Im Calcinator 463 kcal/kg Kl, im Schmelzofen 88 kcal/kg Kl, im Reaktor 158 kcal/kg Kl.The following amounts of fuel are added: In the calciner 463 kcal / kg Kl, in the melting furnace 88 kcal / kg Kl, in the reactor 158 kcal / kg Kl.

Insgesamt ergibt sich somit ein spezifischer Wärmebedarf von 709 kcal/kg Klinker.Overall, this results in a specific heat requirement of 709 kcal / kg Clinker.

Die Gastemperaturen stellen sich wie folgt ein: Die Abluft des Kühlers (Wirkungsgrad 68 %) wird mit 9500C dem Reaktor 4 zugeführt. Dessen Abgase (15000C) gelangen zum Calcinator 2. Dem Calcinator 2 wird weiterhin das Gemisch von Abluft des Kühlers und Abgasen des Schmelzofens (Abgastemperatur 2000"C) zugeführt (Mischtemperatur 11700C). Die Abgase des Calcinators treten mit einer Temperatur von 9000C in den Vorwärmer 1 ein und verlassen ihn mit einer Abgastemperatur von 315"C.The gas temperatures are set as follows: The exhaust air from the cooler (Efficiency 68%) is fed to reactor 4 at 9500C. Its exhaust gases (15000C) get to the calciner 2. The calciner 2 continues to receive the mixture of exhaust air of the cooler and exhaust gases from the melting furnace (exhaust gas temperature 2000 "C) (mixed temperature 11700C). The exhaust gases from the calciner have a temperature of 9000C in the preheater 1 and leave it with an exhaust gas temperature of 315 "C.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist mit seinen charakteristischen Verfahrensdaten in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Beispiel findet schwer brennbares Rohmaterial mit folgenden Kenndaten Verwendung: Kalkstandard 100 Silikatmodul 4,1 Tonerdemodul 1,5 Vom calcinierten Rohmaterial wird ein Teilstrom von 30 % dem Schmelzofen 3 zugeführt, während 70 % direkt vom Calcinator 2 in den Reaktor 4 gelangen.A second embodiment is characteristic with its Process data shown in FIG. In this example there is a flame-retardant Raw material with the following characteristics Use: Lime standard 100, silicate module 4.1 Alumina module 1.5 A partial flow of 30% of the calcined raw material is sent to the melting furnace 3 supplied, while 70% pass directly from the calciner 2 into the reactor 4.

In diesem Falle werden 401 kcal/kg Kl im Calcinator 2 zugesetzt, 228 kcal/kg Kl im Schmelzofen 3 und lediglich 71 kcal/kg Kl im Reaktor 4. Der Wärmebedarf beträgt somit 700 kcal/kg Kl bei einer Abgastemperatur von 2950C. Im übrigen ergeben sich die Gas- und Guttemperaturen aus Fig. 2.In this case 401 kcal / kg Kl are added in calciner 2, 228 kcal / kg Kl in furnace 3 and only 71 kcal / kg Kl in reactor 4. The heat requirement is thus 700 kcal / kg Kl at an exhaust gas temperature of 2950C. Otherwise surrendered the gas and product temperatures from Fig. 2.

Die Verweilzeit des vorcalcinierten Rohmateriales im Schmelzofen 3 beträgt - je nach Art des Rohmateriales - im allgemeinen 5 bis 10 Minuten, die Aufenthaltszeit im Reaktor ca. 5 Minuten.The residence time of the precalcined raw material in the melting furnace 3 The dwell time is generally 5 to 10 minutes, depending on the type of raw material in the reactor approx. 5 minutes.

Claims

Claims: 1. Process for the production of cement clinker from powdery cement raw material, which is preheated, calcined, in a final burning zone is burned to clinker and finally cooled, characterized in that a Partial flow of the calcined raw material melted and in the molten state together with the remaining partial flow of the calcined raw material of the final combustion zone is fed.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the melting zone by fuel supply a temperature between 1900 and 2100 ° C, preferably of 2000 "C, is maintained.

3. The method according to claim 1, characterized in that a partial flow from 5 to 40%, preferably 10 to 30%, of the total calcined raw material is melted.

4. The method according to claim 1, characterized in that the molten Partial flow of the calcined raw material with a temperature of 1850 to 2000 OC, preferably 1900 "C, and the remaining partial flow of the calcined raw material with a temperature of 800 to 9500C, preferably 850 to 900C, the final firing zone is fed.

5. The method according to claim 1, characterized in that the raw material before melting on a degree of deacidification between 85 and 100 %, preferably between 95 and 98%, is calcined.

6. The method according to claim 1, characterized in that the exhaust gases the melting zone and the final burning zone for preheating and calcination of the raw material be used.